JP2003117364A - Apparatus and method of dissolving gas in liquid and method of manufacturing gas-dissolved liquid - Google Patents
Apparatus and method of dissolving gas in liquid and method of manufacturing gas-dissolved liquidInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸飲料製造機械
などに適用可能な、液体流に気体を溶解させる方法及び
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for dissolving a gas in a liquid stream, which method can be applied to a carbonated beverage manufacturing machine or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】飲料水、ジュース、酒類などの液体に、
炭酸ガスを溶解させて炭酸飲料を得る方法と装置として
は、タンク式のカーボネータを用いるカーボネーション
技術と、タンク式のカーボネータを用いないインライン
式のカーボネーション技術とが公知である。いずれの技
術を用いても、一定量の原料液体と一定量の原料気体と
を連続的に供給すれば、原料気体が原料液体に溶け込ん
だ一定量の製品液体を連続的に払いだすことができる。
また、インライン式のカーボネーション技術として、特
許第２６８１７１１号が公知である。特許第２６８１７
１１号では、気液溶解を追及するべく、溶解していない
気体成分を液体から分離して前記気体成分を還流するた
めの方法と装置が開示されている。2. Description of the Related Art For liquids such as drinking water, juice and alcohol,
As a method and an apparatus for obtaining a carbonated beverage by dissolving carbon dioxide gas, a carbonation technique using a tank type carbonator and an in-line type carbonation technique not using a tank type carbonator are known. Regardless of which technique is used, if a constant amount of the raw material liquid and a constant amount of the raw material gas are continuously supplied, a constant amount of the product liquid in which the raw material gas is dissolved in the raw material liquid can be continuously discharged. .
Further, as an in-line type carbonation technique, Japanese Patent No. 2681711 is known. Patent No. 26817
No. 11 discloses a method and a device for separating undissolved gas components from a liquid and refluxing the gas components in order to pursue gas-liquid dissolution.
【０００３】ここに、連続的に払い出したい製品液体の
流量を増加または減少させたい場合は、原料液体と原料
気体との供給量を増加または減少させることである程度
は対応することができる。しかし、流量が大きすぎると
装置内部の流速が大きくなりすぎ、配管の磨耗が促進し
て装置寿命が縮まることとなる。逆に、流量が小さすぎ
ると装置内部の流速が低くなりすぎて気液の分布が偏
り、気液の接触面積が小さくなって、気体の溶解が困難
になる。そのため、ひとつのカーボネーション装置に対
しては、好適な流量の上限と下限とがある程度定められ
ることとなる。Here, in order to continuously increase or decrease the flow rate of the product liquid to be dispensed, it is possible to cope with the increase or decrease to some extent by increasing or decreasing the supply amounts of the raw material liquid and the raw material gas. However, if the flow rate is too large, the flow velocity inside the device becomes too high, and the wear of the pipe is accelerated, which shortens the life of the device. On the contrary, if the flow rate is too small, the flow velocity inside the apparatus becomes too low and the gas-liquid distribution becomes uneven, the contact area of the gas-liquid becomes small, and it becomes difficult to dissolve the gas. Therefore, the upper limit and the lower limit of the suitable flow rate are set to some extent for one carbonation device.
【０００４】払い出された製品流体は、通常は充填機に
よって瓶や缶などの容器に充填される。ところが、充填
される容器の容量や、充填機の運転速度などの運転条件
は都度変更されることが多く、カーボネーション装置に
固有の好適な流量の上限ないし下限を超えることがあ
る。この問題を避けるためには、カーボネーション装置
と充填機との間にクッションタンクを設けることが行わ
れている。これによれば、カーボネーション装置に好適
な流量範囲内の原料液体と原料気体とを供給しつづけた
まま、クッションタンクの液面上昇ないし下降によっ
て、払い出される製品流体の流量減少ないし増大に広く
対応することができる。The dispensed product fluid is usually filled in a container such as a bottle or a can by a filling machine. However, the operating conditions such as the capacity of the container to be filled and the operating speed of the filling machine are often changed, and the upper limit or the lower limit of the suitable flow rate peculiar to the carbonation device may be exceeded. In order to avoid this problem, a cushion tank is provided between the carbonation device and the filling machine. According to this, while continuously supplying the raw material liquid and the raw material gas within the flow rate range suitable for the carbonation device, it is possible to widely cope with the decrease or increase in the flow rate of the product fluid discharged by the rise or fall of the liquid level of the cushion tank. can do.
【０００５】しかし、前記した従来の方法は、充填機側
の幅広い運転条件変動に対応するために、クッションタ
ンクが大型になるといった課題がある。これは、装置の
製造コストが高くなり、かつ、装置の占有面積も大きく
なるので不利である。また、大型のクッションタンクを
用いると、クッションタンクの液面が上下する際に、ク
ッションタンク内における気相部の気体の消費量が多く
なり、運転上も不利である。However, the above-mentioned conventional method has a problem that the cushion tank becomes large in order to cope with a wide range of operating condition fluctuations on the filling machine side. This is disadvantageous because the manufacturing cost of the device increases and the area occupied by the device also increases. Further, when a large cushion tank is used, when the liquid level of the cushion tank rises and falls, the amount of gas in the gas phase portion in the cushion tank increases, which is disadvantageous in operation.
【０００６】さらに、従来の方法では充填機側の一時停
止時、あるいはクッションタンク液面が上昇してアッパ
ーレベルまで到達したときなどには、カーボネーション
装置の運転を停止しなければならない。カーボネーショ
ン装置の運転を停止するには、原料液体と原料気体の供
給を止めればよい。しかし、その結果として装置配管の
流量がゼロとなり、配管内の未溶解の気体が浮力で上昇
して不均一な状態となり、配管中の液の気体溶解量がば
らつくこととなる。そのため、カーボネーション装置を
再起動した直後の製品流体の物性がばらつきやすい。Further, in the conventional method, the operation of the carbonation device must be stopped when the filling machine side is temporarily stopped, or when the cushion tank liquid level rises and reaches the upper level. In order to stop the operation of the carbonation device, the supply of the raw material liquid and the raw material gas may be stopped. However, as a result, the flow rate of the apparatus piping becomes zero, the undissolved gas in the piping rises due to buoyancy, and becomes a non-uniform state, and the gas dissolution amount of the liquid in the piping varies. Therefore, the physical properties of the product fluid immediately after restarting the carbonation device are likely to vary.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、クッション
タンクが小型であり、かつ、払い出される製品流体の流
量減少ないし増大に広く対応できるカーボネーション装
置を提供することを目的とする。また、本発明は、原料
液体と原料気体の供給を止めた状態においても配管中の
液の気体溶解量がばらつきにくいカーボネーション装置
を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a carbonation device having a small cushion tank and capable of widely responding to a decrease or increase in the flow rate of product fluid discharged. Another object of the present invention is to provide a carbonation device in which the gas dissolution amount of the liquid in the pipe is less likely to vary even when the supply of the raw material liquid and the raw material gas is stopped.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、クッションタ
ンクと払い出し手段との間の製品液体が流れる配管を分
岐し、その一部ないし全部をカーボネーション装置の前
流に還流し、残部を払い出し手段に送ることを特徴とす
る。これにより、還流量の増大または減少によって、製
品流体の払い出し量の減少または増大に対応できる。そ
のため、クッションタンクの負荷変動緩衝能力の一部を
代替することができて、クッションタンクを小さく設計
することができる。また、原料液体と原料気体の供給量
と、製品流体の払い出し量とがゼロになった場合であっ
ても、製品液体の全部をカーボネーション装置の前流に
還流することによって、装置の配管内の流量を一定に保
つことができる。そのため、配管内の未溶解の気体が浮
力で上昇して不均一な状態になるといった現象は起こら
ず、再起動直後から気液溶解のばらついていない製品流
体を払い出すことができる。According to the present invention, a pipe through which a product liquid flows between a cushion tank and a dispensing means is branched, a part or all of it is returned to the upstream of the carbonation device, and the rest is dispensed. It is characterized by sending to means. This makes it possible to cope with a decrease or increase in the amount of product fluid dispensed by an increase or decrease in the amount of reflux. Therefore, a part of the load fluctuation buffering capacity of the cushion tank can be substituted, and the cushion tank can be designed small. In addition, even when the supply amounts of the raw material liquid and the raw material gas and the dispensed amount of the product fluid become zero, the entire product liquid is returned to the front flow of the carbonation device so that the inside of the piping of the device is The flow rate can be kept constant. Therefore, the phenomenon that the undissolved gas in the pipe rises due to buoyancy and becomes non-uniform does not occur, and the product fluid in which gas-liquid dissolution does not vary can be discharged immediately after restarting.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、本発明による液体に気体
を溶解させる装置及び方法の実施の形態を詳細に説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the apparatus and method for dissolving gas in a liquid according to the present invention will be described in detail below.
【００１０】本発明では、原料気体を受け入れる気体受
け入れ手段と、原料液体を受け入れる液体受け入れ手段
と、前記原料気体と前記原料液体とを相互に分散させる
気液相互分散手段と、前記気液相互分散手段から送出さ
れる送出流体を貯留する貯留手段と、前記貯留手段で貯
留された送出液体の任意の量を系外に払い出す払い出し
手段と、前記送出流体の残部は前記気体受け入れ手段を
除く前記気液相互分散手段の前流へ還流される還流手段
とを含むことを特徴とする。気液相互分散手段として
は、スタティックミキサなどによる公知の静的混合装置
を利用できる。気液相互分散により、液体に溶解性の気
体が、液体中に溶解する。また、必要に応じて静的混合
装置と貯留装置の間の配管を長く設計して、前記配管に
溶解区間としての機能を持たせ、静的混合装置の補助を
行うことができる。貯留手段としては、食品プラントで
通常用いられるクッションタンクを用いることができ
る。In the present invention, the gas receiving means for receiving the raw material gas, the liquid receiving means for receiving the raw material liquid, the gas-liquid mutual dispersion means for mutually dispersing the raw material gas and the raw material liquid, and the gas-liquid mutual dispersion. Storage means for storing the delivery fluid delivered from the means, dispensing means for delivering an arbitrary amount of the delivery fluid stored by the storage means to the outside of the system, and the balance of the delivery fluid excluding the gas receiving means. Reflux means for returning to the upstream of the gas-liquid mutual dispersion means. As the gas-liquid mutual dispersion means, a known static mixer such as a static mixer can be used. Due to the gas-liquid mutual dispersion, a gas that is soluble in the liquid dissolves in the liquid. If necessary, the pipe between the static mixer and the storage device may be designed to have a long length so that the pipe has a function as a dissolution section to assist the static mixer. As the storage means, a cushion tank normally used in food plants can be used.
【００１１】本発明では、原料気体と原料液体とを別系
統で気液相互分散手段に供給する形態を実施できる。ま
た、原料気体と原料液体とをあらかじめ合流した後に一
系統で気液相互分散手段に供給する形態を実施すること
もできる。いずれの形態を実施するかは、原料気体と原
料液体の種類や流量比、あるいは目標とする気体溶かし
込み濃度などの条件を検討して決定する。In the present invention, a mode in which the raw material gas and the raw material liquid are supplied to the gas-liquid mutual dispersion means in separate systems can be implemented. It is also possible to implement a mode in which the raw material gas and the raw material liquid are merged in advance and then supplied to the gas-liquid mutual dispersion means in one system. Which form is to be carried out is determined by examining conditions such as the type and flow rate ratio of the raw material gas and the raw material liquid, or the target gas dissolution concentration.
【００１２】本発明では、気体押し込み手段と気体解放
手段と圧力検出手段と圧力演算手段とを前記貯留手段に
付随して設ける形態を実施することができる。この実施
形態によれば、貯留手段の圧力を一定にできるので、溶
解飽和に適した圧力に保つことができる。In the present invention, it is possible to implement a mode in which the gas pushing means, the gas releasing means, the pressure detecting means, and the pressure calculating means are provided in association with the storage means. According to this embodiment, since the pressure of the storage means can be made constant, it is possible to maintain the pressure suitable for dissolution saturation.
【００１３】本発明では、前記原料液体受け入れ手段に
付加された原料液体流量検出手段と原料液体流量調節手
段と、前記払い出し手段に付加された払い出し流量検出
手段と、前記還流手段に付加された還流量調節手段と、
前記原料液体流量検出手段と前記原料液体流量調節手段
と前記払い出し流量検出手段と前記還流量調節手段とに
接続された還流量演算手段とを設ける形態を実施するこ
とができる。この実施形態によれば、還流量を調節する
ことによって前記気液相互分散手段の流量を一定に保っ
たまま前記原料流体の流量を任意に変更できる環境を実
現できる。In the present invention, the raw material liquid flow rate detecting means and the raw material liquid flow rate adjusting means added to the raw material liquid receiving means, the payout flow rate detecting means added to the payout means, and the return flow added to the reflux means. Flow control means,
It is possible to implement an embodiment in which the raw material liquid flow rate detecting means, the raw material liquid flow rate adjusting means, the payout flow rate detecting means, and the reflux amount calculating means connected to the reflux amount adjusting means are provided. According to this embodiment, it is possible to realize an environment in which the flow rate of the raw material fluid can be arbitrarily changed while keeping the flow rate of the gas-liquid mutual dispersion means constant by adjusting the reflux amount.
【００１４】本発明では、前記気体受け入れ手段に付加
された気体受け入れ量調節手段と、前記気体受け入れ手
段に付加された気体受け入れ量検出手段と、前記液体受
け入れ手段に付加された原料液体流量調節手段と、前記
液体受け入れ手段に付加された原料液体流量検出手段
と、前記気体受け入れ量調節手段と前記気体前記気体受
け入れ量検出手段と前記原料液体流量調節手段と前記原
料液体流量検出手段とに接続された気液混合演算手段と
を設ける形態を実施することができる。この実施形態に
よれば、原料液体の流量が変更された場合においても、
原料液体と原料気体との混合比を一定に保つことができ
る。In the present invention, the gas receiving amount adjusting means added to the gas receiving means, the gas receiving amount detecting means added to the gas receiving means, and the raw material liquid flow rate adjusting means added to the liquid receiving means. Connected to the raw material liquid flow rate detecting means added to the liquid receiving means, the gas receiving amount adjusting means, the gas, the gas receiving amount detecting means, the raw material liquid flow rate adjusting means, and the raw material liquid flow rate detecting means. It is possible to implement a mode in which the gas-liquid mixing calculation means is provided. According to this embodiment, even when the flow rate of the raw material liquid is changed,
The mixing ratio of the raw material liquid and the raw material gas can be kept constant.
【００１５】本発明では、前記払い出し流量検出手段
と、前記還流量調節手段と、前記気液相互分散手段の入
口部分に付加された気体溶解圧力検出手段と、前記払い
出し流量検出手段と前記還流量調節手段と前記気体溶解
圧力検出手段とに接続された気体溶解圧力演算手段とを
設ける形態を実施することができる。この実施形態によ
れば、還流量の増減が、気体溶解圧力の増減として反映
されるため、前記気体溶解圧力検出手段を流量検出手段
として代用することができる。In the present invention, the payout flow rate detecting means, the recirculation amount adjusting means, the gas dissolving pressure detecting means added to the inlet portion of the gas-liquid mutual dispersion means, the payout flow rate detecting means and the recirculation amount. It is possible to implement a mode in which the adjusting means and the gas dissolving pressure calculating means connected to the gas dissolving pressure detecting means are provided. According to this embodiment, since the increase / decrease in the reflux amount is reflected as the increase / decrease in the gas dissolution pressure, the gas dissolution pressure detection means can be used as the flow rate detection means.
【００１６】本発明では、前記貯留手段に付加された貯
留液面検出手段と、前記原料液体流量調節手段と、前記
原料液体流量検出手段と、前記貯留液面検出手段と前記
原料液体流量調節手段と前記原料液体流量検出手段とに
接続された貯留液面演算手段とを設ける形態を実施する
ことができる。この実施形態によれば、貯留手段の液面
上昇または下降を打ち消す方向に液体受け入れ量を減少
または増加させ、貯留手段の液面を一定に保つ液面制御
ができる。液面検出手段としては、公知のレベルゲージ
やレベルスイッチなどを利用できる。In the present invention, the stored liquid level detecting means added to the storing means, the raw material liquid flow rate adjusting means, the raw material liquid flow rate detecting means, the stored liquid level detecting means and the raw material liquid flow rate adjusting means. It is possible to implement a mode in which a stored liquid level calculation means connected to the raw material liquid flow rate detection means is provided. According to this embodiment, it is possible to perform the liquid surface level control for keeping the liquid surface of the storage means constant by decreasing or increasing the liquid receiving amount in the direction of canceling the liquid surface rise or fall of the storage means. A known level gauge, level switch, or the like can be used as the liquid level detection means.
【００１７】本発明では、前記気液溶解手段の後流かつ
前記貯留手段の前流の位置に、流路制限手段を設ける形
態を実施することができる。この実施形態によれば、流
路制限手段の作用によって、気液溶解手段内部の圧力を
上昇させることができ、気体を溶解させやすい方向に気
液溶解平衡を動かすことができる。In the present invention, it is possible to implement a mode in which the flow path limiting means is provided at a position downstream of the gas-liquid dissolving means and upstream of the storage means. According to this embodiment, the pressure inside the gas-liquid dissolving means can be increased by the action of the flow path restricting means, and the gas-liquid dissolution equilibrium can be moved in a direction in which the gas is easily dissolved.
【００１８】本発明では、前記液体受け入れ手段を複数
設ける形態を実施することができる。この実施形態によ
れば、複数の原料液体を混合して用いることができる。
また、この実施形態によれば、単一の原料液体を複数系
統接続して、一部の系統を予備系統として用いることが
できる。In the present invention, a mode in which a plurality of the liquid receiving means are provided can be implemented. According to this embodiment, a plurality of raw material liquids can be mixed and used.
Further, according to this embodiment, a single raw material liquid can be connected to a plurality of systems, and a part of the systems can be used as a backup system.
【００１９】本発明では、前記払い出し流量検出手段
と、前記還流量調節手段と、前記原料液体流量調節手段
と、時間計測手段と、前記払い出し流量検出手段と前記
還流量調節手段と前記原料液体流量調節手段と前記時間
計測手段とを接続した時間流量演算手段とを設ける形態
を実施することができる。この実施形態によれば、前記
払い出し工程に流れる送出流体の量がゼロとなった場合
において、前記液体受け入れ工程で受け入れられる原料
液体の流量をゼロとし、かつ、前記送出流体の全部を前
記還流工程によって還流することができるので、装置内
部の流動状態を保ったまま払い出しを一時的に中断する
ことができる。このため、再起動直後から安定した品質
の製品流体を払い出すことができる。なお、任意の時間
が経過した時点で還流を止め、装置を完全停止できるこ
とは言うまでもない。In the present invention, the payout flow rate detecting means, the recirculation amount adjusting means, the raw material liquid flow rate adjusting means, the time measuring means, the payout flow rate detecting means, the recirculation amount adjusting means and the raw material liquid flow rate. It is possible to implement a mode in which the time flow rate calculating means in which the adjusting means and the time measuring means are connected is provided. According to this embodiment, when the amount of the delivery fluid flowing to the dispensing step becomes zero, the flow rate of the raw material liquid received in the liquid receiving step is set to zero, and all of the delivery fluid is returned to the reflux step. Since it can be refluxed by, the payout can be temporarily interrupted while maintaining the fluid state inside the apparatus. Therefore, the product fluid of stable quality can be discharged immediately after the restart. Needless to say, the apparatus can be completely stopped by stopping the reflux when an arbitrary time has elapsed.
【００２０】[0020]
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【００２１】（第一の実施例）図1は、本発明の第一の
実施例にかかる概念図である。主配管２１は、原料液体
を供給する配管である。ここで、原料液体に、不純物と
して酸素等の気体が含まれていると、酸化等により液体
が劣化する等の問題が発生する場合がある。これを防ぐ
ために、原料液体は通常、図示しない公知の脱気装置に
よってあらかじめ気体を含まない状態として供給され
る。原料液体は流量計４１によって流量を測定されなが
らポンプ４２によって流動の駆動力を与えられる。原料
液体は流量調整弁４３を操作することによって流量を調
節されながら気液溶解部２５に導入される。(First Embodiment) FIG. 1 is a conceptual diagram according to the first embodiment of the present invention. The main pipe 21 is a pipe for supplying the raw material liquid. If the raw material liquid contains a gas such as oxygen as an impurity, problems such as deterioration of the liquid due to oxidation may occur. In order to prevent this, the raw material liquid is usually supplied in advance in a gas-free state by a known deaerator (not shown). The raw material liquid is given a flow driving force by the pump 42 while the flow rate is measured by the flow meter 41. The raw material liquid is introduced into the gas-liquid dissolving section 25 while the flow rate is adjusted by operating the flow rate adjusting valve 43.
【００２２】一方、原料気体は気体供給配管２２から供
給される。原料気体は図示しないブロアによって昇圧さ
れているか、あるいはボンベから供給されることによ
り、自らの圧力で流動性をもっているものとする。この
原料気体は流量計４４によって流量を測定され、また、
流量調整弁４５によって流量を調整されて、気液溶解部
２５へ導入される。On the other hand, the raw material gas is supplied from the gas supply pipe 22. It is assumed that the raw material gas is fluidized under its own pressure by being pressurized by a blower (not shown) or supplied from a cylinder. The flow rate of this raw material gas is measured by a flow meter 44, and
The flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 45 and introduced into the gas-liquid dissolving section 25.
【００２３】ここに、原料気体は原料液体と合流した後
に気液溶解部２５に導入される形態と、原料気体と原料
液体とが気液溶解部２５の内部で混合される形態と、両
方の形態を実施可能である。図１において、流量調整弁
４５から伸びるラインが２本に分岐しているのは、上記
した両方の形態を示すものである。Here, the raw material gas is introduced into the gas-liquid dissolving section 25 after joining with the raw material liquid, and the raw material gas and the raw material liquid are mixed inside the gas-liquid dissolving section 25. A form can be implemented. In FIG. 1, the line extending from the flow rate adjusting valve 45 is branched into two lines to indicate both of the above-described forms.
【００２４】原料液体と原料気体との混合比は、コント
ローラ４７によって一定に制御される。この図では、流
量計４１と流量計４４とによって両者の流量を比較し、
流量調整弁４３と流量調製弁４５との一方または両方を
コントローラ４７が制御するようになっている。前記し
た混合比は、目標とする気体溶かし込み濃度によって区
々設定されるものである。気体溶かし込み濃度は、気液
溶解飽和濃度、あるいは気液溶解飽和濃度以下の任意の
濃度とすることができる。The mixing ratio of the raw material liquid and the raw material gas is controlled to be constant by the controller 47. In this figure, the flow rates of the two are compared by the flow meter 41 and the flow meter 44,
The controller 47 controls one or both of the flow rate adjusting valve 43 and the flow rate adjusting valve 45. The above-mentioned mixing ratio is set depending on the target gas dissolution concentration. The gas dissolution concentration can be a gas-liquid dissolution saturation concentration or an arbitrary concentration below the gas-liquid dissolution saturation concentration.
【００２５】気液溶解部２５は、たとえば公知のスタテ
ィックミキサであり、原料液体及び原料気体の流動力自
体を気液相互分散のための必要動力としている。気液が
相互に分散する結果、可溶な原料気体は原料液体に溶け
込む。The gas-liquid dissolving section 25 is, for example, a known static mixer, and uses the fluidity of the raw material liquid and the raw material gas itself as the necessary power for gas-liquid mutual dispersion. As a result of the mutual dispersion of the gas and liquid, the soluble source gas dissolves in the source liquid.
【００２６】気液溶解部２５からは、気液溶解済みの液
が接続配管２１ｂによってクッションタンク３０へと送
られる。接続配管２１ｂは溶解区間としての機能を持っ
ている。十分な溶解性能を得る必要があれば、接続配管
２１ｂを長く確保すればよく、気液溶解部２５のみで十
分な溶解性能が得られる場合は接続配管２１ｂを短く設
計すればよい。なお、クッションタンクの大きさは、還
流液体を気液溶解部２５へ還流させない場合に比べて、
たとえば、４分の１になる。これは、０．５ｍ 3／分の
能力を有する気液溶解装置におけるクッションタンク３
０の大きさが６ｍ3程度であることを考えると、相当の
スペースがセーブできることになる。From the gas-liquid dissolving section 25, the liquid that has been gas-liquid dissolved
Is sent to the cushion tank 30 through the connection pipe 21b.
To be The connection pipe 21b has a function as a melting section.
ing. If it is necessary to obtain sufficient dissolution performance, connect piping
It is sufficient to secure 21b for a long time, and the gas-liquid dissolving section 25 alone is sufficient.
If sufficient dissolution performance is obtained, short the connection pipe 21b.
You can measure it. The size of the cushion tank is
Compared with the case where the flowing liquid is not returned to the gas-liquid dissolving section 25,
For example, it will be a quarter. This is 0.5m 3/ Min
Cushion tank 3 in a gas-liquid dissolving device with capacity
The size of 0 is 6m3Considering that the degree is
You can save space.
【００２７】絞り２６は、接続配管２１ｂの途中に設け
られる流路制限手段の一つの例である。絞り２６のほか
にも、レデューサ、ダイヤフラム、オリフィスなどの各
種の流路制限手段を用いることができる。ただし、本発
明を飲料水製造の目的で使用する場合は汚染防止の観点
から、なるべく液が滞留しにくい構造を有するものから
選択することが望ましい。これらの流路制限手段は、そ
の上流側、すなわち気液溶解部２５内部の圧力を高め、
気体の溶かし込みを促進する効果を有する。The throttle 26 is an example of the flow path limiting means provided in the middle of the connection pipe 21b. In addition to the diaphragm 26, various flow path limiting means such as a reducer, a diaphragm, an orifice, etc. can be used. However, when the present invention is used for the purpose of producing drinking water, it is desirable to select from those having a structure in which the liquid is less likely to stay from the viewpoint of preventing contamination. These flow path limiting means increase the pressure on the upstream side, that is, inside the gas-liquid dissolving section 25,
It has an effect of promoting dissolution of gas.
【００２８】上記した気液溶解部２５と、接続配管２１
ｂと、場合によって設けられる絞り２６とを総称したも
のが気液相互溶解手段である。なお、気液の飽和溶解特
性及び目標とする気体溶かし込み濃度に余裕のある場合
は気液溶解部２５と絞り２６とを省略し、接続配管２１
ｂ単独で気液相互溶解手段を構成することも可能であ
る。The above-mentioned gas-liquid dissolving section 25 and the connecting pipe 21
The gas-liquid mutual dissolution means is a generic term for b and the diaphragm 26 provided in some cases. If the gas-liquid saturation dissolution characteristic and the target gas dissolution concentration are sufficient, the gas-liquid dissolution section 25 and the throttle 26 are omitted, and the connection pipe 21 is omitted.
It is also possible to configure the gas-liquid mutual dissolution means by b alone.
【００２９】クッションタンク３０は気液相互溶解手段
から送られる気体溶解ずみの液を一時的に貯留し、装置
の負荷変動を吸収することができる。クッションタンク
３０内において気液溶解平衡を崩さないために、気体を
供給する自動弁３０ａと、気体を解放する自動弁３０ｂ
とを設けてクッションタンク３０内部の圧力を一定に保
てるようになっている。たとえば、気体を溶解飽和濃度
まで溶解させたい場合には、クッションタンク３０内部
を気体の飽和圧力に保つ。ここに、自動弁３０ａを経由
して供給する気体としては原料気体と同じ気体、あるい
は原料気体と同じ気体を飽和圧力分だけ含んだ不活性な
気体が用いられる。The cushion tank 30 can temporarily store the gas-dissolved liquid sent from the gas-liquid mutual dissolution means and absorb load fluctuations of the apparatus. In order to keep the gas-liquid dissolution equilibrium in the cushion tank 30, the automatic valve 30a for supplying gas and the automatic valve 30b for releasing gas are provided.
Is provided so that the pressure inside the cushion tank 30 can be kept constant. For example, when it is desired to dissolve the gas to the saturated saturation concentration, the inside of the cushion tank 30 is kept at the saturated pressure of the gas. Here, as the gas supplied via the automatic valve 30a, the same gas as the raw material gas or an inert gas containing the same gas as the raw material gas by the saturation pressure is used.
【００３０】クッションタンク３０には、必要に応じて
液面検出手段として液面検出器３３が取り付けられる。
液面検出器３３は前記コントローラ４７に液面信号を出
力する。コントローラ４７は液面の上昇または下降を打
ち消す方向に流量調整弁４３を制御して原料液体の流入
を調整することができる。A liquid level detector 33 is attached to the cushion tank 30 as a liquid level detecting means, if necessary.
The liquid level detector 33 outputs a liquid level signal to the controller 47. The controller 47 can control the flow rate adjusting valve 43 in the direction of canceling the rise or fall of the liquid level to adjust the inflow of the raw material liquid.
【００３１】気液溶解装置が定常運転を行っている間
は、クッションタンク３０に貯留された気体溶解済み液
は、その一部または全部が送出配管２１ｃを経由して外
部に払い出される。払い出し流量は流量計４６によって
計測することができる。下流側機器３５は、気体溶解済
み液が払い出される先であり、具体的には瓶詰め機械や
缶詰め機械などの充填機械や、カップやグラスなどの開
放系容器に注入する機械である。While the gas-liquid dissolving device is in a steady operation, part or all of the gas-dissolved liquid stored in the cushion tank 30 is discharged to the outside via the delivery pipe 21c. The dispensed flow rate can be measured by the flow meter 46. The downstream device 35 is a destination to which the gas-dissolved liquid is discharged, and specifically, a filling machine such as a bottling machine or a canning machine, or a machine for injecting into an open system container such as a cup or a glass.
【００３２】流量計４６は前記コントローラ４７に流量
信号を出力する。コントローラ４７は、必要に応じて液
面検出器３３から得られる液面信号と流量計４６から得
られる流量信号とを参照しながら流量調整弁４３を制御
して、最適な原料液体注入量を保つことができる。The flow meter 46 outputs a flow rate signal to the controller 47. The controller 47 controls the flow rate adjusting valve 43 while referring to the liquid level signal obtained from the liquid level detector 33 and the flow rate signal obtained from the flow meter 46 as necessary to maintain the optimum amount of the raw material liquid injection. be able to.
【００３３】クッションタンク３０に貯留された気体溶
解済み液の残りは、送出配管２１ｃから分岐して還流配
管３１に送られる。還流配管３１の途中には流量計５１
とポンプ５２と流量調整弁５３とが設置されている。流
量計５１はコントローラ５４に流量信号を出力し、必要
な開度をコントローラ５４が計算し、流量調整弁５３に
出力することにより、還流配管３１を流れる還流流量を
所定の値に制御することができる。より好ましくは、気
体溶解部２５を流れる液体流量を一定に保つように還流
流量を制御する。そのためには、流量計４１から得られ
る液供給配管２１ａを流れる供給液流量と、流量計５１
から得られる還流流量とを加えた流量が、気体溶解部２
５の設定流量と等しくなるように流量調整弁５３を制御
する。ここに、気体溶解部２５の設定流量は下流側機器
３５の払い出し流量の最大値とし、気体溶解部２５はこ
の設定流量が流れたときに気液溶解が最も効率よく行わ
れるように設計されている。The rest of the gas-dissolved liquid stored in the cushion tank 30 is branched from the delivery pipe 21c and sent to the reflux pipe 31. A flowmeter 51 is provided in the middle of the reflux pipe 31.
A pump 52 and a flow rate adjusting valve 53 are installed. The flow meter 51 outputs a flow rate signal to the controller 54, the controller 54 calculates a required opening degree, and outputs it to the flow rate adjusting valve 53 to control the reflux flow rate flowing through the reflux pipe 31 to a predetermined value. it can. More preferably, the reflux flow rate is controlled so as to keep the flow rate of the liquid flowing through the gas dissolving section 25 constant. For that purpose, the flow rate of the supply liquid flowing through the liquid supply pipe 21a obtained from the flow meter 41 and the flow meter 51
The flow rate obtained by adding the reflux flow rate obtained from
The flow rate adjusting valve 53 is controlled so as to be equal to the set flow rate of 5. Here, the set flow rate of the gas dissolving section 25 is the maximum value of the delivery flow rate of the downstream side device 35, and the gas dissolving section 25 is designed so that the gas-liquid dissolution is most efficiently performed when the set flow rate flows. There is.
【００３４】なお、還流すべき流体は、気液溶解部２
５、絞り２６、流量調整弁５３などの圧力損失により圧
力が低下しているため、少なくともこの圧力損失分を回
復させるためにポンプ５２を設けている。また、ポンプ
５２は、還流配管３１が気液溶解部２５のバイパスにな
ることを防ぐ働きも有する。還流配管３１が気液溶解部
２５のバイパスになることを防ぐためには、還流配管３
１の途中に図示しない逆止弁を設置すると、より確実で
ある。The fluid to be refluxed is the gas-liquid dissolving section 2
Since the pressure decreases due to the pressure loss of 5, the throttle 26, the flow rate adjusting valve 53, and the like, the pump 52 is provided to recover at least this pressure loss. The pump 52 also has a function of preventing the return pipe 31 from bypassing the gas-liquid dissolving section 25. In order to prevent the reflux pipe 31 from bypassing the gas-liquid dissolving section 25, the reflux pipe 3
It is more reliable if a check valve (not shown) is installed in the middle of 1.
【００３５】還流配管３１の送り先は、気体溶解部２５
の前流である。なお、還流配管から還流される気液溶解
済み液が原料液体の制御と干渉しないよう、還流配管３
１の送り先は流量計４１とポンプ４２と流量調整弁４３
のいずれに対しても後流である位置とする。The destination of the reflux pipe 31 is the gas dissolving section 25.
It is the upstream of. In order to prevent the gas-liquid dissolved liquid that is recirculated from the recirculation pipe from interfering with the control of the raw material liquid, the recirculation pipe 3
The destination of 1 is a flow meter 41, a pump 42, and a flow rate adjusting valve 43.
The position is a wake for any of the above.
【００３６】下流側機器３５の払い出し流量が最大のと
き、液供給配管２１ａを通る原料液体供給流量は、前述
の通り払い出し流量と供給流量とを等しくするように制
御されているため、下流側機器３５の払い出し流量の最
大値、すなわち気体溶解部２５の設定流量と等しくな
る。一方、還流流量は気体溶解部２５の設定流量から供
給液流量を差し引いた値となるため、このときの還流流
量は最小値、すなわちゼロとなる。この場合のコントロ
ーラ５４は、ポンプ５２に対して停止指令と、流量調整
弁５３に対して全閉指令とを出力する。When the delivery flow rate of the downstream equipment 35 is the maximum, the raw material liquid supply flow rate through the liquid supply pipe 21a is controlled so that the delivery flow rate and the supply flow rate are equal to each other as described above. It becomes equal to the maximum value of the discharge flow rate of 35, that is, the set flow rate of the gas dissolving section 25. On the other hand, the reflux flow rate has a value obtained by subtracting the supply liquid flow rate from the set flow rate of the gas dissolving section 25, and thus the reflux flow rate at this time is the minimum value, that is, zero. In this case, the controller 54 outputs a stop command to the pump 52 and a fully closed command to the flow rate adjusting valve 53.
【００３７】下流側機器３５の払い出し流量が最大値よ
りも少なくなったとき、例えば下流側機器３５が充填機
であって、充填する容器が小容量のものに変更された
り、充填機が部分負荷となったりしたときは、液供給配
管２１ａを通る供給液流量は少なくなる。これは、前述
の通り払い出し流量と供給液流量とを等しくするように
制御されているためである。このとき、還流流量は、気
体溶解部２５の設定流量から供給液流量を差し引いた値
となる。ここに、供給液流量と払い出し流量とが等しく
するように制御されていることから、払い出し流量を測
っている流量計４６から、あるいはコントローラ４７か
ら、供給液流量の情報を取り出すことができる。When the discharge flow rate of the downstream side device 35 becomes smaller than the maximum value, for example, the downstream side device 35 is a filling machine and the container to be filled is changed to a small capacity, or the filling machine is partially loaded. In case of, the flow rate of the supply liquid passing through the liquid supply pipe 21a decreases. This is because the discharge flow rate and the supply liquid flow rate are controlled to be equal as described above. At this time, the reflux flow rate is a value obtained by subtracting the supply liquid flow rate from the set flow rate of the gas dissolving section 25. Since the supply liquid flow rate and the discharge flow rate are controlled to be equal to each other here, it is possible to extract the supply liquid flow rate information from the flow meter 46 that measures the discharge flow rate or from the controller 47.
【００３８】下流側機器３５が停止し、払い出し流量が
ゼロとなったときには、原料液体供給流量がゼロとな
り、同時に供給気体の流量もゼロとなる。このときは、
前述の制御により、還流流量は気体溶解部２５の設定流
量となる。そのため、気体溶解部２５には設定流量を流
し続け、気体溶解部２５にある未溶解の気体を進めるこ
とができる。還流配管３１を利用した液循環は、気体の
溶解が進んだ適宜の時間経過後に停止することができ
る。なお、配管中の未溶解の気体が溶解した分だけ体積
は減少するが、これの減少分はクッションタンク３０の
液面が下がって補われる。When the downstream equipment 35 is stopped and the discharge flow rate becomes zero, the raw material liquid supply flow rate becomes zero, and at the same time, the supply gas flow rate also becomes zero. At this time,
By the control described above, the reflux flow rate becomes the set flow rate of the gas dissolving section 25. Therefore, it is possible to keep the set flow rate flowing in the gas dissolving section 25 and advance the undissolved gas in the gas dissolving section 25. The liquid circulation using the reflux pipe 31 can be stopped after an appropriate time has elapsed after the dissolution of the gas has progressed. The volume is reduced by the amount of undissolved gas in the pipe dissolved, but the reduced amount is compensated for by lowering the liquid level of the cushion tank 30.
【００３９】また、供給液流量と払い出し流量とを等し
くするように制御している結果、下流側機器３５の負荷
変動に対してもクッションタンク３０の液面の変動は抑
えることができ、かつ、クッションタンク３０内部の圧
力を一定に保つための気体の消費量も抑えることができ
る。Further, as a result of controlling the supply liquid flow rate and the discharge flow rate to be equal, the fluctuation of the liquid level of the cushion tank 30 can be suppressed even with respect to the load fluctuation of the downstream side device 35, and It is also possible to suppress the amount of gas consumed to keep the pressure inside the cushion tank 30 constant.
【００４０】制御の誤差などによって、供給液流量と払
い出し流量とに差が生じた場合には、クッションタンク
３０の液面も変動する。しかし、コントローラ４７には
液面検出計３３からクッションタンク３０の液面位置に
かかる情報が入力されるため、タンク液面が上昇した場
合には原料液体供給流量を消費液量よりも少なく制御し
て、タンク液面を下降させ、液面の変動を抑えることが
できる。逆に、タンク液面が下降した場合には原料液体
供給流量を消費液量よりも多く制御して、タンク液面を
上昇させ、やはり液面の変動を抑えることができる。When a difference occurs between the supply liquid flow rate and the discharge flow rate due to a control error or the like, the liquid level of the cushion tank 30 also changes. However, since information related to the liquid level position of the cushion tank 30 is input to the controller 47 from the liquid level detector 33, when the tank liquid level rises, the raw material liquid supply flow rate is controlled to be smaller than the consumed liquid amount. As a result, the tank liquid level can be lowered to suppress fluctuations in the liquid level. On the contrary, when the tank liquid level is lowered, the feed rate of the raw material liquid is controlled to be larger than the consumed liquid amount, the tank liquid level is raised, and the fluctuation of the liquid level can be suppressed.
【００４１】（第二の実施例）図２は、本発明の第二の
実施例にかかる概念図である。この実施例では、図１に
おける気体溶解部２５として、特許第２６８１７１１号
に示される気液溶解装置を用いている。この実施例で
は、溶解区間５ａと絞り２６との間に、液体サイクロン
などの分離装置６が設置されている。分離装置６は、泡
のない気液溶解済み液を配管部分１ｂによってクッショ
ンタンク３０に送る一方、分離された気液２相流を配管
７によって、スタティックミキサなどの静的混合装置５
の前流側に戻している。搬送装置８は、静的混合装置５
などによる圧力損失を補う働きをする。また、配管７は
原料気体を供給する気体供給配管２２と合流するように
接続されている。ここでは、静的混合装置５と溶解区間
５ａと分離装置６と配管７と搬送装置８とを総称したも
のが気液溶解部６０となる。(Second Embodiment) FIG. 2 is a conceptual diagram according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the gas-liquid dissolving device shown in Japanese Patent No. 2681711 is used as the gas dissolving portion 25 in FIG. In this embodiment, a separating device 6 such as a hydrocyclone is installed between the melting section 5a and the throttle 26. The separating device 6 sends the gas-liquid dissolved solution without bubbles to the cushion tank 30 through the pipe portion 1b, while the separated gas-liquid two-phase flow is supplied through the pipe 7 to the static mixing device 5 such as a static mixer.
Back to the upstream side. The transfer device 8 is a static mixing device 5.
It works to compensate the pressure loss due to such things as. Further, the pipe 7 is connected so as to join the gas supply pipe 22 for supplying the raw material gas. Here, the static-mixing device 5, the dissolution section 5 a, the separation device 6, the pipe 7, and the transfer device 8 are collectively referred to as the gas-liquid dissolution section 60.
【００４２】この実施形態では、溶解していない気体成
分を液体から分離して、気体の還流を繰り返す原理を一
貫して実現する結果、気液の接触機会が増して、より効
率的な気液溶解を図ることができる。そのため、目標と
する気体の溶かし込み濃度が高い場合に有利である。そ
の他の作用は第一の実施例と同様である。In this embodiment, the undissolved gas component is separated from the liquid to consistently realize the principle of repeating the reflux of the gas, and as a result, the chances of contact of the gas and the liquid are increased, and the gas and liquid can be more efficiently used. Can be dissolved. Therefore, it is advantageous when the target dissolution concentration of the gas is high. Other functions are similar to those of the first embodiment.
【００４３】(第三の実施例)図３は、本発明の第三の実
施例にかかる概念図である。この実施形態は、図２に示
す第二の実施例から分離装置６と配管７と搬送装置８と
を取り除いたものであり、気液溶解部６１の内部に気液
二相流の還流を行っていない。(Third Embodiment) FIG. 3 is a conceptual diagram according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the separation device 6, the pipe 7 and the transfer device 8 are removed from the second embodiment shown in FIG. 2, and a gas-liquid two-phase flow is refluxed inside the gas-liquid dissolving section 61. Not not.
【００４４】この実施例では、気液二相流を前流に戻す
配管７がないため、気体溶解部６１の内部において原料
気体は液体中に均一に分散しているか、あるいは液体中
に溶解しているかのいずれかであって、気液が不均一に
存在する部分がない。そのため、第二の実施例では下流
側機器３５が停止して供給液流量がゼロとなって還流配
管３１の還流流量が最大となったときに配管７の内部に
不均一に存在した気体によって溶解濃度が変化する問題
があるところ、第三の実施例ではそのような問題が生じ
ない。そのため、下流機器３５の停止及び再起動が頻繁
である場合に有利である。その他の作用は第二の実施例
と同様である。In this embodiment, since there is no pipe 7 for returning the gas-liquid two-phase flow to the front flow, the raw material gas is uniformly dispersed in the liquid inside the gas dissolving portion 61 or is dissolved in the liquid. There is no part where the gas-liquid is non-uniformly present. Therefore, in the second embodiment, when the downstream device 35 is stopped, the flow rate of the supply liquid becomes zero, and the reflux flow rate of the reflux pipe 31 becomes maximum, the gas is unevenly dissolved inside the pipe 7 and dissolved. Where there is a problem that the concentration changes, such a problem does not occur in the third embodiment. Therefore, it is advantageous when the downstream device 35 is frequently stopped and restarted. Other functions are similar to those of the second embodiment.
【００４５】(第四の実施例)図４は、本発明の第四の実
施例にかかる概念図である。この実施例では、図１、図
２及び図３における、還流流量を測定する流量計５１を
省略し、代わりに、気体溶解部２５の入口部分に圧力検
出器６２を設置し、圧力検出器６２からコントローラ５
４に対して圧力信号を出力している。(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a conceptual diagram according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the flowmeter 51 for measuring the reflux flow rate in FIGS. 1, 2 and 3 is omitted, and instead, a pressure detector 62 is installed at the inlet of the gas dissolving section 25, and the pressure detector 62 is installed. To controller 5
4 outputs a pressure signal.
【００４６】コントローラ５４は、気体溶解部２５の入
口部分の圧力が一定になるように、還流流量を調整する
流量調整弁５３を制御する。ここで、クッションタンク
３０内部の圧力は自動弁３０ａと３０ｂとの作用によっ
て一定に保たれているので、気体溶解部２５からクッシ
ョンタンク３０にいたるまでの圧力損失は一定となり、
気体溶解部２５を流れる液の流量を、流量計５１を用い
ずに一定に保つことができる。これは、圧力損失が流量
を変数とした関数であることに起因する。一般に、圧力
計は流量計よりも安価であるので、この実施例は経済的
に有利である。その他の作用第三の実施例と同様であ
る。The controller 54 controls the flow rate adjusting valve 53 for adjusting the reflux flow rate so that the pressure at the inlet of the gas dissolving section 25 becomes constant. Here, since the pressure inside the cushion tank 30 is kept constant by the action of the automatic valves 30a and 30b, the pressure loss from the gas dissolving portion 25 to the cushion tank 30 becomes constant,
The flow rate of the liquid flowing through the gas dissolving section 25 can be kept constant without using the flow meter 51. This is because the pressure loss is a function with the flow rate as a variable. This embodiment is economically advantageous because pressure gauges are generally cheaper than flow meters. Other functions are similar to those of the third embodiment.
【００４７】(第五の実施例)図５は、第五の実施例の概
念図である。この実施例では図１から図４に示す払い出
し流量を測定する流量計４６を省略し、代わりに液面検
出器３３によってクッションタンク３０の液面情報をコ
ントローラ４７に出力し、原料液体供給量を調整する流
量調整弁４１を制御する。(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a conceptual diagram of the fifth embodiment. In this embodiment, the flow meter 46 for measuring the dispensed flow rate shown in FIGS. 1 to 4 is omitted, and instead, the liquid level detector 33 outputs the liquid level information of the cushion tank 30 to the controller 47 to determine the raw material liquid supply amount. The flow rate adjusting valve 41 to be adjusted is controlled.
【００４８】クッションタンク３０の液面が上昇した場
合は流量調整弁４１を絞る方向に制御して、液面を戻す
操作を行う。逆に、クッションタンク３０の液面が下降
した場合は流量調整弁４１を開く方向に制御して、やは
り液面を戻す操作を行う。この実施例においても、流量
計を省略することができる。When the liquid level of the cushion tank 30 rises, the flow rate adjusting valve 41 is controlled to be narrowed to return the liquid level. On the contrary, when the liquid level of the cushion tank 30 is lowered, the flow rate adjusting valve 41 is controlled in the opening direction, and the operation of returning the liquid level is also performed. Also in this embodiment, the flow meter can be omitted.
【００４９】(第六の実施例)図６は、第六の実施例の概
念図である。ここでは、複数系統（図６では２系統の場
合を示す）の液体を原料液体として用いている。原料液
体ＡはＡ液タンク６５に貯留されており、ポンプ６９に
よって流動力を与えられ、流量計７０によって流量を計
測され、流量調整弁７１によって流量を調整される。原
料液体Ｂも同様に、Ｂ液タンク６６に貯留されており、
ポンプ７２によって流動力を与えられ、流量計７３によ
って流量を計測され、流量調整弁７４によって流量を調
整される。流量計７０と流量計７３はそれぞれコントロ
ーラ４７’に流量情報を出力し、コントローラ４７’は
必要に応じて他の情報も参照しながら流量調整弁７１及
び流量調整弁７４を制御可能である。(Sixth Embodiment) FIG. 6 is a conceptual diagram of the sixth embodiment. Here, liquids of a plurality of systems (two systems are shown in FIG. 6) are used as raw material liquids. The raw material liquid A is stored in the A liquid tank 65, is given a flow force by the pump 69, the flow rate is measured by the flow meter 70, and the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 71. Similarly, the raw material liquid B is stored in the liquid B tank 66,
The flow force is given by the pump 72, the flow rate is measured by the flow meter 73, and the flow rate is adjusted by the flow rate adjusting valve 74. The flow meter 70 and the flow meter 73 respectively output flow rate information to the controller 47 ', and the controller 47' can control the flow rate adjusting valve 71 and the flow rate adjusting valve 74 while referring to other information as necessary.
【００５０】これにより、Ａ液とＢ液との混合比を一定
に保つことも、任意に変更することも可能である。ま
た、Ａ液タンク６５とＢ液タンク６６に同一の液体を貯
留しておいて、一方のタンクが空となった場合でも他方
のタンクから原料液体の供給を続け、その間に、空にな
ったほうのタンクに原料液体を外部から補充する使用法
もできる。なお、特に必要がある場合はＡ液タンクとＢ
液タンクは気液溶解部２５などに対して十分高い場所に
設置して位置エネルギーを利用すれば、ポンプ６９及び
ポンプ７２を省略することも可能である。その他の作用
は第一の実施例と同様である。As a result, the mixing ratio of the liquid A and the liquid B can be kept constant or can be arbitrarily changed. Further, the same liquid is stored in the A liquid tank 65 and the B liquid tank 66, and even when one tank becomes empty, the raw material liquid is continuously supplied from the other tank, and in the meantime, it becomes empty. It is also possible to use the other tank by replenishing the raw material liquid from the outside. In addition, if it is necessary, A tank and B tank
If the liquid tank is installed at a place sufficiently higher than the gas-liquid dissolving section 25 and the like and potential energy is used, the pump 69 and the pump 72 can be omitted. Other functions are similar to those of the first embodiment.
【００５１】[0051]
【発明の効果】本発明では、気体溶解部の流量を設計流
量に保つことができるので、流量過大による配管磨耗を
防ぐことができ、流量過小による気液溶かし込み不良を
防ぐことができる。また、本発明によれば、下流側機器
の払い出し流量が気体溶解部の流量と異なる場合にも、
気体溶解部の流量を一定に保ちながら供給液流量を払い
出し流量に合わせることができるため、クッションタン
クを小さく設計できる。また、クッションタンク内部の
圧力を一定に保つための気体の消費量も少なくできる。
また、本発明によれば、下流側機器の停止時にも、気体
溶解部に残っている未溶解の気体の溶解を進めることが
できるため、気体溶解部の液の流れを止めたときに配管
内に残る気体の量を減少あるいは無くすことができ、配
管中における液の気体溶解量のばらつき要因を大幅に減
らすことができる。これにより、下流側機器を再起動す
るときに、気体溶解量のばらつきの少ない液を払いだす
ことができる。According to the present invention, since the flow rate of the gas dissolving portion can be maintained at the designed flow rate, it is possible to prevent the abrasion of the pipe due to the excessive flow rate, and to prevent the gas-liquid melt-in failure due to the excessive flow rate. Further, according to the present invention, even when the payout flow rate of the downstream side device is different from the flow rate of the gas dissolving section,
Since the supply liquid flow rate can be adjusted to the discharge flow rate while keeping the flow rate of the gas dissolving section constant, the cushion tank can be designed small. Further, the amount of gas consumed for keeping the pressure inside the cushion tank constant can be reduced.
Further, according to the present invention, even when the downstream device is stopped, it is possible to proceed with the dissolution of the undissolved gas remaining in the gas dissolving section, so that when the flow of the liquid in the gas dissolving section is stopped, The amount of gas remaining in the pipe can be reduced or eliminated, and the factor of variation in the amount of gas dissolved in the liquid in the pipe can be greatly reduced. Thus, when restarting the downstream device, it is possible to discharge the liquid having a small variation in the amount of dissolved gas.
【図１】本発明にかかる第一の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a first embodiment according to the present invention.
【図２】本発明にかかる第二の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second embodiment according to the present invention.
【図３】本発明にかかる第三の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a third embodiment according to the present invention.
【図４】本発明にかかる第四の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a fourth embodiment according to the present invention.
【図５】本発明にかかる第五の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 5 is a conceptual diagram showing a fifth embodiment according to the present invention.
【図６】本発明にかかる第六の実施例を示す概念図であ
る。FIG. 6 is a conceptual diagram showing a sixth embodiment according to the present invention.
１ａ 配管部分 １ｂ 配管部分 ５ 静的混合装置 ５ａ 溶解区間 ６ 分離装置 ７ 配管 ８ 搬送装置 ２１ 主配管 ２１ａ 原料液体供給配管 ２１ｂ 接続配管 ２１ｃ 送出配管 ２２ 原料気体供給配管 ２５ 気体溶解部 ２６ 絞り ３０ クッションタンク ３０ａ 自動弁 ３０ｂ 自動弁 ３１ 還流配管 ３３ 液位検出器 ３５ 下流側機器 ４１ 流量計 ４２ ポンプ ４３ 流量調整弁 ４４ 流量計 ４５ 流量調整弁 ４６ 流量計 ４７ コントローラ ４７’ コントローラ ５１ 流量計 ５２ ポンプ ５３ 流量調整弁 ５４ コントローラ ６０ 気体溶解部 ６１ 気体溶解部 ６２ 圧力検出器 ６５ Ａ液タンク ６６ Ｂ液タンク ６７ 配管 ６８ 配管 ６９ ポンプ ７０ 流量計 ７１ 流量調整弁 ７２ ポンプ ７３ 流量計 ７４ 流量調整弁 1a Piping part 1b Piping part 5 static mixing equipment 5a Melting section 6 Separation device 7 piping 8 Conveyor 21 Main piping 21a Raw material liquid supply pipe 21b Connection pipe 21c Delivery pipe 22 Raw material gas supply pipe 25 Gas dissolution part 26 Aperture 30 cushion tank 30a automatic valve 30b automatic valve 31 Return piping 33 Liquid level detector 35 Downstream equipment 41 Flowmeter 42 pumps 43 Flow control valve 44 Flowmeter 45 Flow control valve 46 Flowmeter 47 controller 47 'controller 51 Flowmeter 52 pumps 53 Flow control valve 54 controller 60 Gas dissolution part 61 Gas dissolution section 62 Pressure detector 65 A liquid tank 66 B liquid tank 67 plumbing 68 piping 69 pump 70 Flowmeter 71 Flow control valve 72 pumps 73 Flowmeter 74 Flow control valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 卓 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60番 地の１ 中菱エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4B017 LC09 LE10 LK04 LK27 LP10 LT01 4G035 AA05 AC29 AE02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Taku Ito 60, Kyutansho, Iwatsuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi Ground No. 1 Churyo Engineering Co., Ltd. F-term (reference) 4B017 LC09 LE10 LK04 LK27 LP10 LT01 4G035 AA05 AC29 AE02
Claims (22)
気体溶解方法であって、原料気体を受け入れる気体受け
入れ工程と、原料液体を受け入れる液体受け入れ工程
と、前記原料気体と前記原料液体とを相互に分散させる
気液相互分散工程と、前記気液相互分散工程から送出さ
れる送出流体を貯留する貯留工程と、前記貯留工程で貯
留された送出流体の任意の量を系外に払い出す払い出し
工程と、前記送出流体の残部を前記液体受け入れ工程と
前記気液相互分散工程の間へと還流する還流工程とを含
むことを特徴とする気体溶解方法。1. A method for dissolving a gas in a liquid by a continuous operation, the method including a gas receiving step of receiving a raw material gas, a liquid receiving step of receiving a raw material liquid, and the raw material gas and the raw material liquid mutually. A gas-liquid mutual dispersion step of dispersing, a storage step of storing a delivery fluid delivered from the gas-liquid mutual dispersion step, and a delivery step of delivering an arbitrary amount of the delivery fluid stored in the storage step to the outside of the system. And a reflux step of refluxing the remainder of the delivery fluid between the liquid receiving step and the gas-liquid mutual dispersion step.
気体と前記液体受け入れ工程で受け入れた原料液体とを
前記気液相互分散工程の前において合流させる合流工程
をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の気体溶
解方法。2. The method according to claim 1, further comprising a merging step of merging the raw material gas received in the gas receiving step and the raw material liquid received in the liquid receiving step before the gas-liquid mutual dispersion step. The method for dissolving gas according to.
特徴とする請求項１または２に記載の気体溶解方法。3. The gas dissolving method according to claim 1, wherein the storing step is maintained at a constant pressure.
ったまま前記原料液体の流量を調節することを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載の気体溶解方法。4. The gas dissolving method according to claim 1, wherein the flow rate of the raw material liquid is adjusted while keeping the flow rate in the gas-liquid mutual dispersion step constant.
原料気体の量と、前記液体受け入れ工程で受け入れられ
る原料液体の量との比を一定に保つことを特徴とする請
求項１ないし４のいずれかに記載の気体溶解方法。5. The ratio between the amount of the raw material gas received in the gas receiving step and the amount of the raw material liquid received in the liquid receiving step is kept constant. The gas dissolution method described.
力を測定する入口圧力測定工程と、前記還流工程の流量
を調節する還流量調節工程と、前記還流工程の流量を調
節して前記気液相互分散工程の入口における圧力を一定
に制御する圧力制御工程とをさらに含むことを特徴とす
る請求項１ないし５のいずれかに記載の気体溶解方法。6. An inlet pressure measuring step of measuring a pressure at an inlet of the gas-liquid mutual dispersion step, a reflux amount adjusting step of adjusting a flow rate of the reflux step, and a gas-liquid adjusting step of adjusting a flow rate of the reflux step. The gas dissolution method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a pressure control step of controlling the pressure at the inlet of the mutual dispersion step to a constant value.
面検出工程と、前記液体受け入れ工程で受け入れる原料
液体の流量を調節して前記貯留工程における液面を一定
に制御する液面制御工程とをさらに含むことを特徴とす
る請求項１ないし６のいずれかに記載の気体溶解方法。7. A liquid level detecting step of detecting a liquid level in the storing step, and a liquid level controlling step of adjusting a flow rate of a raw material liquid received in the liquid receiving step to control the liquid level in the storing step constant. 7. The gas dissolving method according to claim 1, further comprising:
前記貯留工程における圧力よりも高く保つことを特徴と
する請求項１ないし７のいずれかに記載の気体溶解方
法。8. The pressure in the gas-liquid mutual dispersion step,
8. The gas dissolving method according to claim 1, wherein the pressure is kept higher than the pressure in the storing step.
原料液体を受け入れることを特徴とする請求項１ないし
８のいずれかに記載の気体溶解方法。9. The gas dissolving method according to claim 1, wherein the liquid receiving step receives two or more series of raw material liquids.
量がゼロとなった場合において、前記液体受け入れ工程
で受け入れられる原料液体の量をゼロとし、かつ、前記
送出流体の全部を前記還流工程によって還流することを
特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の気体溶
解方法。10. When the amount of delivery fluid flowing to the dispensing step becomes zero, the amount of raw material liquid received in the liquid receiving step is set to zero, and all of the delivery fluid is recirculated by the recirculation step. The gas dissolution method according to any one of claims 1 to 9, wherein
段と、前記気体受け入れ手段及び前記液体受け入れ手段
に接続した気液相互分散手段と、前記気液相互分散手段
に接続した貯留手段と、前記貯留手段に接続した第一及
び第二の流出路を有する分岐手段と、前記分岐手段の第
一の流出路に接続した払い出し手段と、前記液体受け入
れ手段と前記気液相互分散手段の間に前記分岐手段の第
二の流出路を接続する還流手段とを含むことを特徴とす
る気体溶解装置。11. A gas receiving means, a liquid receiving means, a gas-liquid mutual dispersion means connected to the gas receiving means and the liquid reception means, a storage means connected to the gas-liquid mutual dispersion means, and the storage means. Branching means having first and second outflow paths connected to each other, dispensing means connected to the first outflow path of the branching means, and the branching means between the liquid receiving means and the gas-liquid mutual dispersion means. And a reflux means for connecting the second outflow passage of the above.
て、前記気体受け入れ手段と前記液体受け入れ手段とを
接続して設けることを特徴とする請求項１１に記載の気
体溶解装置。12. The gas dissolving apparatus according to claim 11, wherein the gas receiving means and the liquid receiving means are connected to each other in the upstream of the gas-liquid mutual dispersion means.
出手段と、前記貯留手段に付加された気体押し込み手段
と、前記貯留手段に付加された気体解放手段と、前記貯
留圧力検出手段及び前記気体押し込み手段及び前記気体
解放手段に接続された貯留圧力演算手段とをさらに設け
たことを特徴とする請求項１１または１２に記載の気体
溶解装置。13. A storage pressure detection unit added to the storage unit, a gas pushing unit added to the storage unit, a gas release unit added to the storage unit, the storage pressure detection unit and the gas. The gas dissolving apparatus according to claim 11 or 12, further comprising a pushing-in means and a storage pressure calculating means connected to the gas releasing means.
料液体流量検出手段及び原料液体流量調節手段と、前記
払い出し手段に付加された払い出し流量検出手段と、前
記還流手段に付加された還流量調節手段と、前記原料液
体流量検出手段及び前記原料液体流量調節手段及び前記
払い出し流量検出手段及び前記還流量調節手段に接続さ
れた還流量演算手段とをさらに設けたことを特徴とする
請求項１１ないし１３のいずれかに記載の気体溶解装
置。14. A raw material liquid flow rate detecting means and a raw material liquid flow rate adjusting means added to the liquid receiving means, a payout flow rate detecting means added to the payout means, and a recirculation amount adjusting means added to the recirculating means. And a recirculation amount calculating means connected to the raw material liquid flow rate detecting means, the raw material liquid flow rate adjusting means, the payout flow rate detecting means, and the recirculation amount adjusting means. 5. The gas dissolving device according to any one of 1.
体受け入れ量調節手段と、前記気体受け入れ手段に付加
された気体受け入れ量検出手段と、前記気体受け入れ量
調節手段及び前記気体受け入れ量検出手段及び前記原料
液体流量調節手段及び前記原料液体流量検出手段に接続
された気液混合演算手段とをさらに設けたことを特徴と
する請求項１４に記載の気体溶解装置。15. A gas receiving amount adjusting device added to the gas receiving device, a gas receiving amount detecting device added to the gas receiving device, the gas receiving amount adjusting device, the gas receiving amount detecting device, and the gas receiving amount detecting device. 15. The gas dissolving apparatus according to claim 14, further comprising a raw material liquid flow rate adjusting means and a gas-liquid mixing operation means connected to the raw material liquid flow rate detecting means.
加された気体溶解圧力検出手段と、前記払い出し流量検
出手段及び前記還流量調節手段及び前記気体溶解圧力検
出手段に接続された気体溶解圧力演算手段とをさらに設
けたことを特徴とする請求項１４ないし１５のいずれか
に記載の気体溶解装置。16. A gas dissolving pressure detecting means added to an inlet portion of the gas-liquid mutual dispersing means, a gas dissolving pressure connected to the payout flow rate detecting means, the reflux amount adjusting means and the gas dissolving pressure detecting means. 16. The gas dissolving apparatus according to claim 14, further comprising a computing unit.
出手段と、前記貯留液面検出手段及び前記原料液体流量
調節手段及び前記原料液体流量検出手段に接続された貯
留液面演算手段とをさらに設けたことを特徴とする請求
項１４ないし１６のいずれかに記載の気体溶解装置。17. A stored liquid level detecting means added to the storing means, and a stored liquid level calculating means connected to the stored liquid level detecting means, the raw material liquid flow rate adjusting means, and the raw material liquid flow rate detecting means. The gas dissolving device according to any one of claims 14 to 16, further provided.
の間に、流路制限手段をさらに設けたことを特徴とする
請求項１１ないし１７のいずれかに記載の気体溶解装
置。18. The gas dissolving apparatus according to claim 11, further comprising a flow path limiting unit provided between the gas-liquid mutual dispersion unit and the storage unit.
ていることを特徴とする請求項１１ないし１８のいずれ
かに記載の気体溶解装置。19. The gas dissolving apparatus according to claim 11, wherein a plurality of the liquid receiving means are provided.
出手段及び前記還流量調節手段及び前記原料液体流量調
節手段及び前記時間計測手段に接続した時間流量演算手
段とをさらに設けたことを特徴とする請求項１４ないし
１９のいずれかに記載の気体溶解装置。20. A time measuring means, a discharge flow rate detecting means, a reflux amount adjusting means, a raw material liquid flow rate adjusting means, and a time flow rate calculating means connected to the time measuring means are further provided. The gas dissolving device according to any one of claims 14 to 19.
原料液体が水であり、請求項１ないし１０のいずれかに
記載の方法で製造することを特徴とする炭酸水の製造方
法。21. A method for producing carbonated water, characterized in that the source gas is carbon dioxide gas and the source liquid is water, and is produced by the method according to any one of claims 1 to 10.
原料液体が水溶液であり、請求項１ないし１０のいずれ
かに記載の方法で製造することを特徴とする含炭酸液の
製造方法。22. A method for producing a carbon dioxide-containing liquid, characterized in that the raw material gas is carbon dioxide gas, the raw material liquid is an aqueous solution, and the raw material gas is produced by the method according to any one of claims 1 to 10.
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